EGSB反应器处理焦化废水的颗粒污泥反应动力学研究

为了对处理实际焦化废水微氧EGSB反应器污染物去除机理进行研究,建立了处理实际焦化废水微氧EGSB反应器内污染物质降解动力学模型,考察EGSB反应器启动和稳定运行阶段不同运行条件时COD去除效果,并分析动力学参数的变化。研究确定了处理实际焦化废水(进水COD 2 000 mg/L左右)微氧EGSB反应器在启动和稳定运行阶段所适用的基质降解模型,动力学常数vmax、KI、KS、vmax/KS、KS/KI分别为7.34×10-3h-1、197.76 mg/L、19.53 mg/L、3.7×10-4L/(h·mg)、0.10和2.4×10-2h-1、66.64 mg/L、44.07 mg/L、5.4×10-4L/(h·mg)、0.66;微氧EGSB反应器内颗粒污泥能够逐渐适应并高效降解焦化废水中污染物质,焦化废水中毒性污染物质对颗粒污泥的抑制程度是由KS/KI决定的,KS/KI越大,抑制程度越弱,处理实际焦化废水EGSB反应器启动和稳定运行阶段的KS/KI分别为0.04~0.1和0.66~0.74;液体上升流速Vup的提高能够明显提高最大比基质降解速率vmax,降低半饱和常数KS和抑制常数KI,最终强化微氧EGSB反应器的运行效果,稳定运行阶段COD去除率高达92.7%。     

焦化废水中COD、挥发酚和硫氰化物同步高效去除

采用两级膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器在微氧条件下处理焦化废水,考察了该工艺对焦化废水中挥发酚、硫氰化物、氰化物和COD的去除效果。研究结果表明,在进水流量为1 L/h,总水力停留时间(HRT)为24 h的条件下,两级EGSB反应器对COD的去除效果较好。稳定运行时,在进水挥发酚为56.8~185.1 mg/L、硫氰化物为287.1~539.9 mg/L、氰化物为0.17~0.72 mg/L的条件下,系统对其平均去除率分别为99.9%、96.8%和82.6%,出水挥发酚和氰化物均能达到《污水综合排放标准(GB8978-1996)》的一级标准。进水COD浓度在1 084~1 880 mg/L之间,平均去除率为76.9%,出水平均浓度为325 mg/L。     

EGSB反应器处理丙烯酸废水的试验研究

采用厌氧颗粒污泥膨胀床（EGSB）进行丙烯酸废水的处理，考察了自制的EGSB反应器菌种驯化和容积负荷提高两阶段的一些运行参数，并对试验过程中出现的问题进行了探讨。为期96 d的试验表明，当进水COD在3 000 mg/L左右时，去除率可达90%以上；当进水COD在5 000 mg/L左右时，去除率可达85%以上，COD容积负荷可达到10 kg/m3·d以上，且出水可满足后续好氧工段处理的要求。     

餐厨废水发酵液协同焦化废水EGSB启动的特性

在中温条件下,采用餐厨废水发酵液协同焦化废水的方法快速启动膨胀式颗粒污泥膨胀床(EGSB),通过分析化学需氧量、挥发性脂肪酸(VFA)、颗粒污泥浓度、颗粒污泥粒径分布(PSD)、胞外聚合物(ECP)、颗粒污泥表面形态及其内部结构等指标,探讨了反应器在不同驯化阶段的污泥特性和运行特性的变化。结果表明:通过逐步增加有机负荷和降低餐厨废水发酵液浓度份额,经69 d实现了反应器的快速启动,COD平均去除率达34%。颗粒污泥在依次完成解体、流失和修复的整个驯化过程中,其特性发生了显著变化,SS由接种时(36.66±0.63)g·L~(-1)降至(29.76±0.65)g·L~(-1),mVSS/mSS平均值由0.69±0.01降到0.66±0.02;成熟的颗粒污泥以0.43~1.70 mm范围的小粒径颗粒污泥为主,污泥颗粒化程度(SGR)为86.63%。胞外多聚物(ECP)也显著降低,其平均值仅为(34.43±1.40)mg·g-1。扫描电镜显示,驯化成功的颗粒污泥表面和剖面的微生物种类和数量更加丰富,其组成元素也发生较大变化。     

两级常温厌氧—好氧—固定化微生物组合工艺处理酿酒废水

酿酒废水是一种典型的高氨氮浓度的有机废水.采用两级常温厌氧-好氧-固定化微生物组合工艺对酿酒废水进行中试研究,重点考察了各级工艺对有机物和氨氮的去除效果,并且对影响系统稳定运行的主要因素进行分析.试验结果表明,稳定运行状态下,一级厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器对有机物去除率可达到70%～90%,处理效果受环境温度影响较大;二级EGSB反应器可以同时去除有机物和氮氧化物;三级好氧接触氧化反应器对有机物的去除率可达到70%,氨氮去除率维持在50%;包埋硝化菌流化床反应器最终能有效地去除水中的氨氮,出水氨氮质量浓度低于15 mg/L.     

高有机物浓度下氨氮的好氧硝化

污水中往往同时含有较高浓度的有机物和氨氮,研究较高有机物浓度下氨氮的好氧生物硝化,以为工程应用提供实践和理论依据。考察了COD浓度为1 200 mg·L~(-1),好氧活性污泥处理氨氮废水过程中COD、NH_4~+-N的去除情况,硝态氮、亚硝态氮的生成情况。在整个驯化阶段,氨氮的最高去除率达到86.42%,COD最高去除率达到85.40%,同时亚硝态氮的最大生成量为15.97 mg·L~(-1),硝态氮的最高生成量为5.14 mg·L~(-1),且8 h的短期实验显示,COD、NH_4~+-N的去除可以同步进行。     

低温UASB处理青霉素综合废水及动力学分析

采用逐步降温法启动上流式污泥床反应器(UASB)并对其过程做动力学分析。UASB反应器采用逐渐提高进水COD负荷的方式在25℃进行启动,当COD去除率达到70%完成启动。启动完成后,降低温度运行反应器,在20℃时COD的去除率达到65%左右。在25℃条件下,出水氨氮浓度增加,总氮浓度有增加趋势,随后出水总氮浓度降低;在20℃负荷提高和稳定时期,出水的氨氮浓度逐渐降低,总氮浓度逐渐升高。建立低温条件下厌氧处理高浓度有机废水的动力学模型,分析结果看出20℃运行阶段的基质比降解速度高于25℃阶段基质比降解速度,在20℃条件下厌氧污泥活性最大,污泥性能最佳。推测原因,可能是由于25℃时进水浓度较高,且废水中含有大量抑制性物质(1.1 mg·L~(-1)),较大影响了微生物的降解速率、而在20℃时进水浓度降低,废水中的抑制性物质也有所降低,为0.75 mg·L~(-1)。     

高温厌氧膨胀颗粒污泥床反应器处理聚氯乙烯离心母液废水启动方法

采用高温厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器处理低浓度、难降解聚氯乙烯(PVC)离心母液废水,以天津市经济技术开发区污水处理厂序批式活性污泥法(SBR)工艺好氧污泥和生物接触氧化法处理PVC离心母液废水污泥的混合污泥为接种污泥,以葡萄糖模拟废水为基质,不断增加PVC离心母液废水所占比例的方法驯化厌氧微生物,实现了系统的成功启动。系统启动期间,进水有机负荷(以COD计)和水力停留时间分别保持在0.2 kg/(m3.d)和50 h左右,出水COD去除率和pH分别稳定在80%和8.0左右。结果表明,添加共代谢基质能利用基质间的协同作用缓解有毒物质对微生物的毒性作用,显著提高了废水的可生化性。通过采用改变水质、保持稳定负荷实现EGSB反应器处理PVC离心母液废水的成功启动证明,该启动方法具有良好的稳定性和可靠性。     

中试规模IC反应器处理大豆蛋白废水的颗粒污泥培养和启动

实验研究了中试规模下,以城市剩余污泥接种IC反应器处理大豆蛋白废水时,厌氧颗粒污泥的驯化和反应器的启动过程。控制反应器内废水的温度在30~38℃、p H在6.8~7.5和挥发性脂肪酸(VFA)不高于600~800 mg/L的条件下,经过98 d运行,IC反应器对COD去除率达到80%~90%,容积负荷达到9.5 kg COD/(m3·d)。成熟厌氧颗粒污泥为黑色,边界清晰,呈椭球形,平均粒径d50为1.5 mm,粒径1 mm的颗粒占92.3%。扫描电镜观察发现,颗粒污泥中产甲烷鬓毛菌(Methanosaetaceae)占优势。     

两级EGSB反应器处理焦化废水的实验研究

采用两级膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器在微氧条件下处理焦化废水,分别考察了一级和二级EGSB反应器(EGSBⅠ和EGSBⅡ)对污染物的去除效果。结果表明,系统能够高效去除COD和NH3-N,EGSBⅠ主要用于去除COD,EGSBⅡ主要用于去除NH3-N。总水力停留时间(HRT)为24 h(EGSBⅠ12 h+EGSBⅡ12 h),系统对952 mg/L的COD、41.3 mg/L的NH3-N、34.55 mg/L的挥发酚、295.8 mg/L的硫氰化物和0.89 mg/L的氰化物的平均去除率分别为78.1%、81.3%、100%、98.1%和89.9%。出水COD、NH3-N、挥发酚、硫氰化物和氰化物的平均浓度分别为208、7.7、0、5.7和0.09 mg/L。出水NH3-N、挥发酚和氰化物浓度均低于《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB 16171-2012)的直接排放限值。     

多级潮汐流人工湿地对污泥厌氧消化液中氨氮及有机物的去除特征

针对城市污水处理厂污泥厌氧消化液回流而引起城市污水处理厂处理系统内氨氮累积的问题,采用多级潮汐流人工湿地(MTF-CWs),研究MTF-CWs对污泥厌氧消化液中氨氮和有机物的去除特征及其主要去除途径。经过260 d的运行,结果表明,NH_4~+-N和COD平均进水浓度分别为859.55 mg·L~(-1)和446.52 mg·L~(-1),MTF-CWs对NH_4~+-N和COD均有较好的处理效果,平均去除率分别为66.50%和47.10%。在MTF-CWs中,转化为NO_2~--N和NO_3~--N占被去除NH_4~+-N的73.21%,硝化反应是NH_4~+-N去除的主要途径,MTF-CWs的平均硝化速率为0.3 kg·(m~3·d)~(-1)。TN的平均去除率为17.63%,去除效果较差,其原因在于原水中缺少反硝化所需要的碳源。     

强化EGSB-好氧组合工艺处理马铃薯淀粉废水研究

马铃薯淀粉废水具有处理难度大、有机污染物浓度高等特点,属于高难度有机废水。为了有效的解决马铃薯淀粉废水造成的环境污染问题,采用强化厌氧膨胀颗粒污泥床组合好氧工艺对有机污染物质和氨氮的去除效能进行研究。研究结果表明-强化厌氧膨胀颗粒污泥床在最佳运行工况条件下(进水温度为30℃、外回流比为2和水力停留时间24 h),组合工艺出水COD质量浓度和氨氮浓度分别在92.35 mg/L和10.28 mg/L左右,去除率分别在98.85%和86.29%左右,出水水质能够满足《污水综合排放标准》(GB8978—1996)二级标准,说明该工艺是一种适用于马铃薯淀粉废水的处理技术。     

城市垃圾焚烧渗沥液中Ca2＋对厌氧EGSB处理效果的影响

研究了城市生活垃圾焚烧厂渗沥液中Ca2＋对厌氧颗粒污泥膨胀床反应器（EGSB）处理效果的影响，并采用静态实验方法考察了Ca2＋对厌氧颗粒污泥产甲烷活性的影响。实验结果表明，进水COD为17000mg／L的条件下，当Ca2＋浓度低于6000mg／L时，EGSB对COD去除率达93％以上；当Ca2＋浓度高于6000mg／L时，COD去除率随运行时间明显下降，并在污泥中形成大量沉淀。静态实验结果表明，废水中低浓度Ca2＋促进了厌氧颗粒污泥的产甲烷活性，但高浓度Ca2＋明显抑制了其产甲烷活性，这是导致高Ca2＋浓度条件下EGSB对COD去除率降低的主要原因。研究表明，颗粒污泥产甲烷活性恢复程度随Ca2＋浓度增加而减弱。     

混凝-热处理联合MAP法处理高浓度水性油墨印花废水

采用混凝-热处理联合磷酸铵镁沉淀法(MAP)处理高浓度水性油墨印花废水,研究了各工艺参数对该废水处理效果的影响。研究表明:混凝-热处理可降低废水的COD和色度,实现固液快速分离,有效降低混凝污泥含水率;MAP法可有效降低混凝-热处理后废水的氨氮含量,药剂摩尔比和反应体系pH对氨氮去除效果影响较大。当投加15 m L·L~(-1)的40%(体积分数)混凝剂NS-1、在70℃下热处理50 min的条件下,废水的COD去除率达到93.65%,色度去除率达到99.97%,而混凝污泥含水率可降到56.62%;向混凝-热处理后废水中投加硫酸镁和磷酸氢二钠,当药剂摩尔比为1.1:0.9:1(Mg:P:N)、体系pH为9.5、在20℃反应30 min的条件下,废水的氨氮去除率可达96.27%,剩余总磷低于12 mg·L~(-1)。     

两级自养反硝化实现垃圾渗滤液的深度脱氮

针对目前生物工艺难以解决垃圾渗滤液深度脱氮的问题,探究了短程硝化反硝化-厌氧氨氧化-硫自养反硝化(两级自养)工艺处理高氨氮、低C/N比垃圾渗滤液的脱氮效果。结果表明,当进水垃圾渗滤液中氨氮平均浓度为2 560 mg·L~(-1),COD值为4 000～5 000 mg·L~(-1)时,经过短程硝化反硝化-厌氧氨氧化处理后,总氮去除负荷可达1.19 kg·(m~3·d)~(-1)、总氮去除率可达93.1%(出水TN=176.3 mg·L~(-1))、COD去除率可达52.2%。但是,厌氧氨氧化反应器出水中NO_x~--N浓度为154.5 mg·L~(-1),仍未达到我国生活垃圾填埋场垃圾渗滤液处理排放标准(TN≤40 mg·L~(-1))。在厌氧氨氧化反应器之后串联硫自养反硝化,整体工艺最终出水NH_4~+-N、NO_2~--N、NO_3~--N平均浓度分别为1.9、0.6、9.7 mg·L~(-1),TN≤15 mg·L~(-1),进水总氮去除率为99.5%。在短程硝化反硝化-厌氧氨氧化-硫自养反硝化两级自养深度脱氮反应系统中实现了垃圾渗滤液深度脱氮。     

厌氧法处理木薯淀粉废水的研究

采用厌氧法处理木薯淀粉废水,研究了厌氧反应器启动和运行的特性,以及温度和搅拌对厌氧生物降解的影响。结果表明:(1)COD去除率总体随着进水COD的增大而增大,在进水COD为9 983.38mg/L时,COD去除率最大,达到86.05%。(2)累计产甲烷量与进水COD呈正比关系,进水COD直接影响反应器的产甲烷量。(3)厌氧颗粒污泥活性最高的温度为30～35℃。(4)厌氧搅拌有利于提高厌氧颗粒污泥的产甲烷活性。     

厌氧颗粒污泥膨胀床（EGSB）处理生活污水试验研究

采用厌氧颗粒污泥膨胀床（EGSB）反应器在常温下处理小区生活污水，接种颗粒污泥。试验结果表明：当进水COD 411～560 mg/L，反应器容积负荷可达到3 kg COD/(m³·d)，水力停留时间4 h，上升流速8 m/h，COD去除率可达到85%以上，出水COD为67～88 mg/L。并对EGSB反应器的结构及运行控制参数进行了优化，使其适宜于在常温下处理生活污水及其他低浓度有机废水。     

UASB-SBR工艺处理规模化畜禽养殖废水

针对规模化畜禽养殖废水常规厌氧-好氧组合处理工艺及SBR处理工艺脱氮效率低、运行费用高等问题,采用UASB-SBR工艺,研究3种不同的SBR模式对处理效果的影响。结果表明,UASB容积负荷(以COD计)8 kg·(m~3·d)-1、pH 7.0、温度35℃、HRT 25 h时,COD去除率为80%~85%;SBR在进水15 min、反应480 min、沉淀60 min、出水15 min、闲置810 min条件下,对废水COD、NH_4~+-N、和TN去除率分别为91.8%、98.7%和71.6%,出水COD≤180 mg·L~(-1)、NH_4~+-N15 mg·L~(-1)、TN50 mg·L~(-1),达到《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB 18596-2001)。该运行条件下NO_2~--N积累率超过50%,出现了NO_2~--N积累,短程硝化反硝化是主要脱氮方式。     

A/O系统处理低C/N奶牛场废水中的抗生素

为处理奶牛场废水中常检出抗生素,考察了小试规模缺氧/好氧(A/O)系统对低C/N奶牛场废水中常规污染物和抗生素的处理效果。当进水COD、总氮、氨氮和总磷分别在1 242～4 350、830～1 367、818～1 291和6～12 mg·L~(-1), A池和O池水力停留时间(HRT)分别为3～4 d和2.05～5.4 d时,系统出水COD400 mg·L~(-1)、氨氮10 mg·L~(-1)、总氮去除率为40%～60%(无外加碳源)、总磷基本没有去除;通过调节硝化液回流比(1.0∶1～1.3∶1)可在进水COD/总氮≥3.1时实现碱度的自给自足;对11种磺胺类和8种β-内酰胺类抗生素研究发现,共检出9种磺胺类和1种β-内酰胺类抗生素(总浓度为5.89～17.31μg·L~(-1)),系统对抗生素的总去除率大于93%;先后2次向进水中人为添加8种磺胺类抗生素(每种浓度先后为50μg·L~(-1)和200μg·L~(-1))不会影响系统运行的稳定性,且抗生素的总去除率大于90%,A池和O池的抗生素去除率分别为15.0%～34.2%和69.1%～91.4%;在O池中的HRT降低50%时,系统对抗生素的总去除率基本不变。除甲氧苄啶外,其余7种磺胺类抗生素主要在O池中均得到去除,这与其分子结构中的S—N键有关。以上结果对奶牛场废水处理后还田具有重要的参考价值。     

升流式生物膜反应器中CANON工艺处理中低浓度氨氮废水的快速启动

为了实现中低浓度氨氮废水情况下CANON工艺的快速启动和稳定运行,在升流式生物膜反应器中,通过调控水力停留时间、溶解氧和回流比,研究进水氨氮浓度为200 mg·L~(-1)时CANON工艺的快速启动过程。结果表明:1～17 d,污泥处于驯化阶段,HRT为12 h,DO控制在0.1～0.2 mg·L~(-1),50%的回流比满足污泥上升流态;18～60 d,HRT逐步缩短至8 h,DO控制在0.3～0.5 mg·L~(-1),回流比增大至150%,AOB和ANAMMOX在该阶段成功富集,填料上初步形成生物膜;61 d时,HRT缩短至6 h,加大回流比至200%,溶解氧控制在0.3～1.0 mg·L~(-1),系统启动加速,此时,进水氨氮负荷增加至0.795 kg·(m~3·d)~(-1);运行至第93天,氨氮和总氮平均去除率分别达到95%和82%,ANAMMOX完成挂膜,CANON工艺成功启动。高通量测序结果显示,在整个启动过程中,优势菌群AOB和ANAMMOX的丰度呈增长趋势,启动完成时,生物膜中AOB占比19.46%,ANAMMOX占比22.49%,分别属于Brocadiaceae和Nitrosmonadaceae。CANON系统集成絮体、颗粒和填料挂膜3种污泥形态为一体,实现了在中低浓度氨氮废水中的高效稳定运行。